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Dokumentenidentifikation DE102006018840B3 12.04.2007
Titel Elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller für Heiz- oder Kühlkörperventile
Anmelder Theodor Heimeier Metallwerk GmbH, 59597 Erwitte, DE
Erfinder Henke, Bernhard, Dipl.-Ing., 59929 Brilon, DE;
Ehrlich, Ulf, 59494 Soest, DE;
Beele, Heinz Eckard, 59609 Anröchte, DE;
Kasprik, Stefan, Dipl.-Ing., 59558 Lippstadt, DE;
Fuhrmann, Jürgen, 59510 Lippetal, DE
DE-Anmeldedatum 22.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006018840
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse F24D 19/10(2006.01)A, F, I, 20060422, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F24F 11/02(2006.01)A, L, I, 20060422, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einem elektronischen Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller für Heiz- oder Kühlkörperventile mit einer Stromquelle und mit einem Temperaturfühler zur Messung der Raumtemperatur, dessen elektrisches Ausgangssignal einer elektronischen Regel- oder Steuereinrichtung zugeführt wird, welche abhängig von dem gemessenen zeitlichen Raumtemperaturgradienten einen elektromechanischen Stellantrieb für das Heiz- oder Kühlkörperventil derart steuert, dass das Heiz- oder Kühlkörperventil solange um einen vorgegebenen Betrag in Schließrichtung betätigt wird wie der Raumtemperaturgradient einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, ist zur Vereinfachung der Funktionsprüfung des Gerätes vorgesehen, dass die Regel- oder Steuereinrichtung die Steuerung des Stellantriebes bei Übersteigen des Schwellwertes für eine vorgegebene Zeitdauer nach Anschließen der Stromquelle unterdrückt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller für Heiz- oder Kühlkörperventile mit einer Stromquelle und mit einem Temperaturfühler zur Messung der Raumtemperatur, dessen elektrisches Ausgangssignal einer elektronischen Regel- oder Steuereinrichtung zugeführt wird, welche abhängig von dem gemessenen zeitlichen Raumtemperaturgradienten einen elektromechanischen Stellantrieb für das Heiz- oder Kühlkörperventil derart steuert, dass das Heiz- oder Kühlkörperventil solange um einen vorgegebenen Betrag in Schliessrichtung betätigt wird, wie der Raumtemperaturgradient einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.

Ein derartiger elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller ist aus der Literaturstelle E. Mayer, Technik am Bau, Heft 9, 1987, Seiten 733 bis 735 bekannt.

Dort wird ein elektronischer Heizkörperregler Raumtronic der Firma Centra detailliert beschrieben, in dessen Mikroprozessor eine Funktion „Ventilschliessen bei geöffnetem Fenster" integriert ist. Diese sogenannte Fenster-auf-Erkennung dient dazu, unnötiges Heizen oder Kühlen durch den Raumtemperaturregler zu vermeiden, wenn durch Öffnen eines Fensters die Steuer- oder Regelstrecke soweit gestört ist, dass mit der gegebenen Wärme- oder Kältekapazität des Heiz- oder Kühlkörpers eine sinnvolle Raumtemperaturregelung oder Steuerung nicht mehr möglich ist.

Hierzu wird üblicherweise ein zeitlicher Raumtemperaturgradient ermittelt. Wenn dieser zeitliche Raumtemperaturgradient einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, wird das zugehörige Heiz- und/oder Kühlkörperventil durch den elektromechanischen Stellantrieb um einen vorgegebenen Betrag in Schliessrichtung betätigt.

Es sind jedoch Betriebszustände denkbar, in denen eine derartige Fenster-auf-Erkennung unerwünscht ist. Dies ist insbesondere bei der Montage des elektronischen Heiz- oder Kühlkörperreglers oder -stellers der Fall. Hier können sich durch den Umgang mit dem Gerät sehr schnelle und intensive Temperaturschwankungen ergeben, die insbesondere kurz nach dem Anschliessen der Stromquelle zu zeitlichen Raumtemperaturgradienten führen, welche die beschriebene Fenster-auf-Erkennung aktivieren. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn der Lagerort des elektronischen Heiz- oder Kühlkörperreglers oder -stellers eine stark von dem Montageort dieses Gerätes abweichende Temperatur aufweist oder wenn der Installateur das Gerät längere Zeit in der Hand hält und damit vergleichsweise hohe Temperaturen des elektronischen Heiz- oder Kühlkörperreglers oder -stellers erzeugt.

In diesem Fall ergibt sich das Problem, dass kurz nach der Montage des elektronischen Heiz- oder Kühlkörperreglers eine Funktionsprüfung dieses Gerätes durch den Installateur kaum möglich ist, weil die beschriebene Fenster-auf-Erkennung ausgelöst wurde und somit die normale Steuer- oder Regelfunktion des Gerätes nicht stattfindet und insofern nicht überprüfbar ist.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen elektronischen Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller für Heiz- oder Kühlkörperventile zu schaffen, dessen Funktionsprüfung unmittelbar nach der Montage des Gerätes möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Regel- oder Steuereinrichtung die Steuerung des Stellantriebes bei Übersteigen des Schwellwertes für eine vorgegebene Zeitdauer nach Anschliessen der Stromquelle unterdrückt.

D.h., erfindungsgemäss wird die sogenannte Fenster-auf-Erkennung für die vorgegebene Zeitdauer ausser Kraft gesetzt, so dass für diese vorgegebene Zeitdauer nach dem Anschliessen der Stromquelle keine Betätigung des Heiz- oder Kühlkörperventiles um einen vorgegebenen Betrag in Schliessrichtung erfolgt falls der zeitliche Raumtemperaturgradient in der vorgegebenen Zeitdauer den Schwellwert überschreitet.

Dies hat zur Folge, dass insbesondere bei der Erstmontage des elektronischen Heiz- oder Kühlkörperreglers aber auch nach Manipulationen am elektronischen Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller nach einem Wechsel der Stromquelle oder nach dem Wiedereinschalten der Stromquelle die sogenannte Fenster-auf-Erkennung nicht erfolgt und der Bediener des Gerätes sofort nach dem Wiedereinschalten bzw. dem Wechsel der Stromquelle erkennen kann, ob das Gerät einwandfrei funktioniert.

Da die erfindungsgemässe Maßnahme allein in der eletronischen Regel- oder Steuereinrichtung dargestellt wird, ist die erfindungsgemässe Lösung mit sehr einfachen und kostengünstigen Mitteln darstellbar. Die gegenüber den bekannten Lösungen geänderte Funktion wird für den Bediener des Gerätes kaum erkennbar, weil das Gerät genau so reagiert, wie er es von ihm erwartet.

Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So ist es besonders vorteilhaft, wenn die Stromquelle mindestens eine Batterie ist. Batterien werden bei sogenannten autonomen Heizkörperreglern verwendet. Diese Batterien haben nur eine begrenzte Lebensdauer. Deshalb ist regelmässig ein Batteriewechsel erforderlich, bei dem die beschriebenen Nachteile durch die Erfindung überwunden werden. Dennoch kann die erfindungsgemässe Lösung auch bei Raumtemperaturreglern verwendet werden, die eine Speisung über die Netzstromversorgung aufweisen.

Versuche haben gezeigt, dass bei Anwendung der Erfindung der Schwellwert des zeitlichen Raumtemperaturgradienten durchaus 1 Grad in 1 Minute betragen kann. Dieser Art der Fenster-auf-Erkennung ist sehr empfindlich. Diese Empfindlichkeit ist bei Anwendung der Erfindung jedoch durchaus darstellbar, weil Fehlreaktionen aufgrund des Anschliessens der Stromquelle an den Heiz- oder Kühlkörperregler oder – steller vermieden werden.

Insbesondere bei einem elektronischen Heiz- oder Kühlkörpersteller, der letztlich nur die Einstellung zwischen einer Tagtemperatur- und einer Nachttemperaturabsenkung ermöglicht ist es besonders vorteilhaft, wenn das Heiz- oder Kühlkörperventil auf den Öffnungsgrad für die Nachtabsenkung der Raumtemperatur betätigt wird, falls die Fenster-auf-Situation erkannt wird. Bei elektronischen Heiz- oder Kühlkörperreglern ist es besonders vorteilhaft, wenn das Heiz- oder Kühlkörperventil im Fall der Fenster-auf-Erkennung voll geschlossen wird.

Die Zeitdauer, in der die Regel- oder Steuereinrichtung die Steuerung des Stellantriebes bei Übersteigen des Schwellwertes unterdrückt, kann zwischen 10 und 60 Minuten nach dem Anschliessen der Stromquelle betragen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese Zeitdauer zwischen 20 und 40 Minunten liegt. In konkreten Fällen wurde eine Zeitdauer von 30 Miunten realisiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen

1 eine schematische Darstellung eines Heiz- oder Kühlkörperstellers und

2 einen groben Ablaufplan der Steuerfunktion in diesem Heiz- oder Kühlkörpersteller.

In der 1 weist der elektronische Heiz- oder Kühlkörpersteller eine Stromquelle (1) auf, die als Batterie ausgebildet ist. Diese Batterie 1 ist über entsprechende Anschlusskontakte mit einer elektronischen Steuereinrichtung (3) verbindbar. Die elektronische Steuereinrichtung (3) empfängt einerseits das elektrische Eingangssignal eines Temperaturfühlers (2) und das Taktsignal eines Taktgebers oder Quarzes oder eines Zeitgliedes (6).

Abhängig davon, ob die elektronische Steuereinrichtung (3) mit der Stromquelle (1) verbunden ist und von dem Taktsignal des Taktgebers (6) und dem elektrischen Eingangssignales des Temperaturfühlers (2) wird durch die elektronische Steuereinrichtung (3) ein elektromechanischer Stellantrieb (4) gesteuert, der über eine in der 1 gestrichelt dargestellte mechanische Verbindung ein Heiz- oder Kühlkörperventil (5) betätigt.

Die Funktion aller in der 1 dargestellten Funktionsteile (2 bis 4 und 6) ist letztlich davon abhängig, dass die elektronische Steuereinrichtung (3) mit der Stromquelle (1) verbunden ist.

Ist die elektronische Steuereinrichtung (3) von der Stromquelle (1) getrennt, ist eine Betätigung des Heiz- oder Kühlkörperventiles (5) grundsätzlich wegen fehlender Energieversorgung nicht möglich. Sobald die elektronische Steuereinrichtung (3) mit der Stromquelle (1), z.B. durch Einlegen der Batterie, verbunden wird, nimmt die elektronische Steuereinrichtung (3) ihren Betrieb auf und empfängt einerseits das Taktsignal des Taktgebers (6) und andererseits das Temperatursignal des Temperaturfühlers (2), um daraus das Steuersignal für den elektromechanischen Stellantrieb (4) zur mechanischen Steuerung des Ventiles (5) zu generieren.

Die Funktion der elektrischen Steuereinrichtung (3) nach dem Verbinden mit der Stromquelle (1) ist grob schematisch in der 2 dargestellt. Aus der 2 ist ersichtlich, dass mit dem Verbinden der Stromquelle (1) mit der elektronischen Steuereinrichtung (3) die Abarbeitung eines Steuer- oder Regelprogramms beginnt, wobei in einem ersten Schritt geprüft wird, ob die Zeitdauer nach dem Anlegen der Versorgungsspannung < 30 Min ist. Ist dies der Fall so wird geprüft, ob der gemessene Raumtemperaturgradient einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Ist auch dies der Fall, so erfolgt die Betätigung des Heiz- oder Kühlkörperventiles (5) um einen vorgegebenen Betrag in Schliessrichtung. Dies ist die erfindungsgemässe Fenster-auf-Funktion.

Wird dem gegenüber in dem ersten Schritt, in dem geprüft wird, ob die Zeitdauer nach Anlegen der Versorgungsspannung < 30 Min ist, erkannt, dass diese Bedingung nicht erfüllt ist, so verzweigt das in der elektronischen Steuereinrichtung niedergelegte Programm in das Programmteil für die normale Steuer- oder Regelfunktion und führt den dort vorgesehenen normalen Steuer- oder Regelalgorithmus durch.

Aus dem beschriebenen Funktionsablauf wird deutlich, dass die erfindungsgemässe Unterdrückung der Fenster-auf-Funktion nur für die vorgegebene Zeitdauer nach Anschliessen der Stromquelle wirksam ist. Ist diese vorgegebene Zeitdauer abgelaufen, so wird regelmässig in dem ersten Prüfschritt festgestellt, dass die vorgegebene Zeitdauer überschritten wurde, und es wird die normale Steuerung oder Regelung durchgeführt.


Anspruch[de]
Elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller für Heiz- oder Kühlkörperventile mit einer Stromquelle (1), mit einem Temperaturfühler (2) zur Messung der Raumtemperatur, dessen elektrisches Ausgangssignal einer elektronischen Regel- oder Steuereinrichtung (3) zugeführt wird, welche ab hängig von dem gemessenen zeitlichen Raumtemperaturgradienten einen elektromechanischen Stellantrieb (4) für das Heiz- oder Kühlkörperventil (5) derart steuert, dass das Heiz- oder Kühlkörperventil (5) solange um einen vorgegebenen Betrag in Schließrichtung betätigt wird, wie der Raumtemperaturgradient einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- oder Steuereinrichtung (3) die Steuerung des Stellantriebes (4) bei Übersteigen des Schwellwertes für eine vorgegebene Zeitdauer nach Anschließen der Stromquelle (1) unterdrückt. Elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle 1 mindestens eine Batterie ist. Elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert des zeitlichen Raumtemperaturgradienten mindestens 1 Grad in 1 Minute beträgt. Elektronischer Heizkörperregler oder -steller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heiz- oder Kühlkörperventil (5) auf einen Öffnungsgrad für die Nachtabsenkung der Raumtemperatur betätigt wird. Elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heiz- oder Kühlkörperventil (5) voll geschlossen wird. Elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer 10 Minuten bis 60 Minuten beträgt. Elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer 20 Minuten bis 40 Minuten beträgt. Elektronischer Heiz- oder Kühlkörperregler oder -steller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer 30 Minuten beträgt.






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